KR101508619B1 - 광 신호를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

광 신호를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101508619B1
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Abstract

광 신호를 라우팅하기 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 이 시스템은 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅(213)을 가지며 실질적으로 시준된 멀티모드 간섭성 광빔(208)을 유도하도록 구성된 제1 대형 코어 중공 도파관(205)을 포함한다. 내부 반사 코팅을 가진 제2 대형 코어 중공 도파관(208)은 결합 장치(210)로써 제1 도파관에 결합된다. 결합 장치는 이 결합 장치를 통한 간섭성 광의 빔 워크-오프가 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작도록 충분히 짧은 광 경로를 통해 제1 도파관으로부터 제2 도파관으로 간섭성 광빔의 적어도 일부를 방향전환시키도록 구성된다.

Description

광 신호를 라우팅하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHODS FOR ROUTING OPTICAL SIGNALS}
회로 보드 상의 컴퓨터 칩 속도가 훨씬 더 빠른 속도로 증가함에 따라, 인터칩(inter-chip) 통신에서의 통신 병목현상이 점점 더 큰 문제가 되고 있다. 가능성 있는 한 해결방안은 고속 컴퓨터 칩들을 상호연결하기 위해 광섬유를 사용하는 것이다. 그러나, 대부분의 회로 보드들은 다수 층을 포함하고, 종종 미크론(micron)보다 작은 그들의 제조에서의 허용치(tolerances)를 요구한다. 광섬유를 물리적으로 배치하고, 이 광섬유를 칩에 연결하는 일은 회로 보드 제조 공정에서 널리 채택하기에는 너무 부정확하고 시간 소비적이다.
회로 보드들 주위 및 그들 사이에 광 신호를 라우팅(routing)하는 것은 상당한 추가 복잡도를 더할 수 있다. 따라서, 광대역 데이터 전송이 필요함에도 불구하고 칩들간에 시장성 있는 광학적 상호연결은 환상에 지나지 않는 것으로 입증되었다.
본 발명의 특징 및 장점은 예를 들어 본 발명의 특징을 함께 도시하는 첨부 도면과 함께 취하는 후속된 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 단일 모드 레이저 및 빔 스플리터에 연결된 대형 코어 중공 도파관을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 시준 렌즈 및 결합 장치를 포함한 반사 내부를 가진 대형 코어 중공 도파관에 연결된 멀티모드 레이저를 도시하는 도면.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따라서 반(semi)-반사 필름을 포함한 빔 윈도우 영역을 가진 결합 장치를 도시하는 도면.
도 3b는 본 발명에 실시예에 따라서 간섭성 광의 파장보다 작은 도트를 가진 금속화 필름을 포함한 빔 윈도우 영역을 가진 결합 장치를 도시하는 도면.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따라서 개구부를 가진 금속화 필름을 포함한 빔 윈도우 영역을 가진 결합 장치를 도시하는 도면.
도 3d는 본 발명의 실시예에 따라서 그레이팅을 포함한 빔 윈도우 영역을 가진 결합 장치를 도시하는 도면.
도 3e는 본 발명의 실시예에 따라서 다수의 결합 장치를 가진 결합 바를 도시하는 도면.
도 3f는 본 발명의 실시예에 따라서 바 빔 윈도우를 가진 결합 바를 도시하는 도면.
도 3g는 본 발명의 실시예에 따라서 결합 장치를 슬롯으로 삽입할 수 있도록 사전결정된 각의 슬롯 컷을 포함하는 대형 코어 중공 도파관을 도시하는 도면.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따라서 결합 바에 연결된 기판상의 공선상 대형 코어 도파관 어레이를 도시하는 도면.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따라서 평면 외부에 대형 코어 중공 도파관 어레이를 각각 가지는, 도오터 보드들의 어레이에 연결된 평면에서의 공선상 대형 코어 중공 도파관 어레이를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라서 광 신호를 라우팅하기 위한 방법을 도시하는 흐름도.
이제, 도시된 예시적 실시예를 참조할 것이며, 이를 설명하기 위하여 여기서 특정 언어를 사용할 것이다. 그렇지만 이로써 본 발명의 범주를 제한하려는 것이 아님을 알 것이다.
회로 보드 상의 컴퓨터 칩들 간에 광학적 상호연결을 형성하기 위한 한 가지 방법은 회로 보드 상에 형성된 광 도파관(optical waveguides)을 사용하는 것이다. 광 도파관은 리소그래픽 또는 유사한 공정을 사용하여 회로 보드 상에 도파관을 형성하는 능력으로 인하여 전자장치를 상호연결하기 위한 광섬유 통신보다 우수할 수 있다. 도파관은 전형적으로 중합체 및/또는 유전체와 같은 실질적으로(substantially) 광학적 투명 물질로써 회로 보드 상에 형성된다. 또한, 리소그래픽 또는 유사한 공정을 사용하여 만든 광 도파관은 회로 보드 상에 장착되지 않은 다른 유형의 기판 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 광 도파관(들)은 하나 이상의 광 도파관을 가진 리본 케이블(ribbon cable)을 생성하기 위하여 플렉시블 기판(flexible substrate) 상에 형성될 수 있다. 본 출원에 개시된 광 도파관은 리소그래픽 또는 유사한 공정을 사용하여 기판 상에 형성된다.
이런 방식으로 광 도파관을 형성하면 현대의 다층 회로 보드 상에 사용할 필요한 물리적 허용치를 가지고 구성되는 상호연결을 제공할 수 있다. 그러나, 온 보드(on-board) 도파관을 형성하기 위하여 칩 및 회로 보드 제조시에 사용할 수 있는 중합체, 유전체 및 다른 물질은 전형적으로 광섬유보다 상당히 더 많은 손실을 가진다. 실제로, 온 보드 도파관에서의 손실량은 광 도파관 상호연결의 수용을 제한하는 한 요인이었다. 도파관을 구성하는데 사용되는 중합체는 센티미터 당 0.1 dB의 손실을 가질 수 있다. 대조적으로, 광섬유에서의 손실은 킬로미터 당 약 0.1 dB이다. 따라서, 중합체 도파관은 광섬유에서의 손실보다 몇 차수 높은 크기의 손실을 가질 수 있다.
또한, 전형적인 도파관은 보통 운송하도록 설계된 광 파장과 대략 비례하는 치수를 가지도록 제조된다. 예를 들면, 1000 nm 광을 운송하도록 구성된 단일 모드 도파관은 1000 nm 내지 5000 nm(1μm 내지 5μm)의 그의 가장 큰 치수를 가질 수 있다. 이 크기의 도파관을 연결하는 일은 고가이며 도전일 수 있다. 도파관을 생성하고 연결하는 비용은 역사적으로, 대부분의 일반적인 애플리케이션에서 그들의 사용을 감소시켜 왔다. 멀티모드 도파관은 코어 영역을 위해 보다 큰 치수인 20-60 μm 정도를 가질 수 있다. 단일 모드 도파관과 멀티모드 도파관의 모두는 0.01 - 0.02의 코어와 클래드 굴절율 대비(refractive index contrast)를 위해 약 0.2 - 0.3의 비교적 높은 NA(numerical aperture)를 가진다. NA는 방출 섬유로부터 빔의 발산을 결정한다. 따라서, 보다 큰 NA는 섬유 대 섬유 분리 기능으로 불량한 결합을 가져올 것이다. 또한, 유도된 광학 빔의 스플리팅(splitting) 및 태핑(tapping)은 이들 도파관을 사용하여 성취하기 어려울 것이다. 본 발명의 일 양상에 따라서, 다른 도파관과 광학 장치를 보다 간단히 상호연결하고 광 도파관에서 손실량을 상당히 감소시킬 수 있는 저가의 광자 유도 장치가 필요하다는 것을 알게 되었다.
중합체 또는 유전체 물질을 사용하여 형성된 종래의 광 도파관에 대한 상당한 개선은 도 1에 도시된 바와 같이 간섭성 광(104)을 유도하도록 구성된 대형 코어 중공 도파관(large core hollow waveguide)(100)을 사용하는 것이다. 대형 코어 중공 도파관은 유도를 위해 도파관을 구성할 수 있는 간섭성 광의 파장의 50 내지 150배 또는 그 이상 정도의 직경(또는 폭 및/또는 높이)을 가질 수 있다. 대형 코어 중공 도파관은 광 신호를 유도하도록 구성된 사각형, 직사각형, 원형, 타원형 또는 소정 다른 형태인 단면 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 도파관은 속이 비어 있으므로, 광은 본질상 공기 또는 진공에서 광속으로 이동한다.
도 1은 단일 모드 빔(104)을 도파관(106)으로 방출하는 레이저(102)를 도시한다. 스플리터(splitter)(108)는 반사 빔(114)으로 언급되는 광 빔의 일부를 직교 도파관(112)으로 방향전환시키는데 사용된다. 전송 빔(110)으로 언급되는 나머지 광은 계속 원래 빔(104)과 동일 방향일 수 있다. 단일 모드 빔은 도파관의 벽들 사이에서 바운스(bounce)할 수 있다. 각 반사시에, 상당한 빔 손실이 발생할 수 있다.
도파관 내 손실을 감소시키기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 도파관(200) 내부를 덮기 위해 반사 코팅(213)을 추가할 수 있다. 반사 코팅은 알 수 있는 바와 같이 도금, 스퍼터링(sputtering) 또는 유사한 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 중공 도파관이 중합체 또는 낮은 녹는점을 가진 다른 물질을 포함한다면, 스퍼터링, 전기도금 또는 열 증착과 같은 저온 공정을 사용하여 반사 코팅을 적용할 수 있다.
반사 코팅(213)은 금속, 유전체, 또는 간섭성 광의 파장에서 실질적으로 반사하는 다른 물질로 된 하나 이상 층으로 구성될 수 있다. 금속은 그들의 반사율을 기반으로 선택될 수 있다. 채널을 덮고 있는 고 반사층이 바람직하다. 예를 들면, 반사층은 은, 금, 알루미늄, 또는 고 반사층을 형성할 수 있는 소정 다른 금속 또는 합금을 사용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 반사층은 선택된 파장에서 실질적으로 반사하는 하나 이상의 유전체 물질층으로부터 형성될 수 있는 유전체 스택일 수 있다. 반사층이 성막되기 전에, 코팅되지 않은 중공 채널에 임의 표면 거칠기를 부드럽게 하기 위하여 열 리플로우(heat reflow)를 행할 수 있다. 또한, 반사층은 성막 공정 동안에 발생할 수 있는 반사층에서 표면 거칠기를 부드럽게 하기 위해 열 리플로우 또는 유사한 공정을 겪을 수 있다. 또한, 전해연마(electro-polishing)을 사용하여 반사 금속 표면을 부드럽게 할 수 있다.
광자 유도 장치를 완전히 밀봉하지 않는다면, 반사 코팅(213)은 시간에 걸쳐 산화될 수 있다. 반사 코팅의 산화는 그의 반사율을 상당히 감소시킬 수 있다. 금속 코팅의 반사율 저하를 감소 또는 제거하기 위하여, 보호용으로 동작하도록 반사 코팅 위에 보호층(211)을 형성할 수 있다. 보호층은 간섭성 광의 파장에서 실질적으로 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 보호층은 이산화규소, 또는 반사 코팅 위에 실질적으로 공기 타이트 결합(air tight bond)을 형성할 수 있는 소정 다른 물질로 형성될 수 있다. 또한, 이 보호층은 전달 광을 손실있는 반사층과 더 분리시킴으로써 전달 손실을 감소시킬 것이다.
반사면을 가진 중공 도파관은 고체 도파관과 상이하게 동작한다. 중공 도파관은 전형적으로 광섬유와 같은 고체 도파관에서 발생되는 바와 같이 보다 높은 인덱스 코어 영역과 보다 낮은 인덱스 클래딩 영역 사이에 내부 전반사를 통하지 않고 반사층(들)으로부터의 반사를 통해 광을 유도하는 감쇠된 내부 전반사의 원리를 사용하여 작동한다. 중공 도파관 내 광은, 알 수 있는 바와 같이, 내부 전반사를 위해 필요한 각외의 각에서 반사될 수 있다.
원형 중공 도파관의 경우, TE01 모드는 수학식 1에 따라서 결정될 수 있는 유닛 길이 당 감쇠를 가진다:
Figure 112010012902841-pct00001
여기서 α는 도파관 반경, ω는 라디안 단위의 광 주파수, ωc는 TE0 차단 주파수, δ는 금속으로의 광 침투 깊이, μ는 금속 투자율(permeability), 그리고 η는 자유 공간 임피던스이다. 중공 도파관의 감쇠는 금속 벽의 한정된 도전성으로 인한 것이다. Rs는 금속의 표면 저항이며, 이는 다음에 의해 주어진다:
Figure 112010012902841-pct00002
여기서 σ는 전도율이고, f는 광 주파수이다. Rs는 f의 제곱근만큼 증가한다는 것을 알 수 있다.
위의 수학식 1로부터, TE01 모드를 위한 감쇠는 주파수 증가에 따라 감소한다는 것을 알 수 있다. 모드가 고 주파수에서 가이드 벽으로 연결되지 않기 때문에, 증가하는 주파수에서 감쇠는 감소한다. 또한, 중공 금속 도파관에 존재하는 보다 높은 차수 모드가 있다. 그러나, 이들 모드는 금속 벽으로 더 많이 연결되므로 상당한 손실이 있다(즉, 그들은 그들의 보다 높은 NA로 인하여 더 많은 반사를 겪는다). 도파관 굽은 부분과 갈라진 부분에서, TE01 모드는 보다 높은 차수 모드로의 모드 변환으로 인하여 감쇠할 것이다. 최저 손실 모드는 도파관을 하향 전파함에 따라 법선(normal)으로부터 급경사각(steep angle)에서 반사 벽을 단지 스쳐 지나감으로 인해 결과적으로 보다 적은 수의 바운스가 있는 광선 세트에 의해 기술될 수 있다. 이 이유로 인하여, 저손실 모드는 통상적인 도파관과 비교하여 상당히 작은 NA를 가진다.
이상적으로, 단일 모드 레이저는 전형적으로 간섭성 광을 중공 도파관으로 향하게 하는데 사용된다. 그러나, 단일 모드 레이저는 비교적 고가일 수 있다. VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser)과 같은 보다 덜 고가인 멀티모드 레이저는 반사 내부면을 가진 중공 도파관을 사용하여 비교적 짧은 거리를 통해 고 데이터율 신호를 통신하는데 유용할 수 있다. 예를 들면, 멀티모드 레이저는 인터-칩 및 인터-회로 보드 연결에 사용되는 대형 코어 중공 반사 도파관을 통해 고 데이터율 신호를 향하게 하는데 사용될 수 있다. 멀티모드 레이저의 사용은 광학 상호연결의 비용을 상당히 감소시킬 수 있고, 그들을 사용하여 훨씬 더 다양한 전자장치를 상호연결할 수 있다. 그러나, 멀티모드 레이저 출력은 큰 각에서 전파하는 보다 높은 모드의 다중 반사로 인하여 중공 금속 도파관으로 직접 연결될 때에 상당히 더 큰 손실을 가질 수 있다.
멀티모드 레이저(202)로부터 방출된 보다 높은 모드의 감쇠를 극복하기 위하여, 레이저로부터 방출되는 멀티모드 간섭성 광선(206)의 경로 내에 시준기(collimator)(204)를 배치할 수 있다. 시준기는 시준 렌즈 또는 일련의 렌즈일 수 있다. 일 실시예에서, 시준기는 볼 렌즈로 구성될 수 있다. 볼 렌즈는 비-반사(anti-reflective) 코팅을 가질 수 있다.
레이저(202)로부터 방출된 다수의 다중 모드 또는 광선(206)이, 대형 코어 중공 도파관(200) 내에서 다중 모드들이 실질적으로 평행하게 이동하는 시준 빔(208)을 형성하도록 하기 위하여 멀티모드 빔을 시준하도록 시준기(204)를 구성한다. 멀티모드 빔의 시준(collimation)은 도파관에 거의 평행하여 도파관 내에 발생하는 반사 수를 상당히 감소시키는 광선을 발사(launching)함으로써 멀티모드 레이저를 중공 금속 도파관의 저손실 모드로 효율적으로 연결하는데 사용될 수 있다. 도파관 내에서 발생하는 시준된 빔의 반사는 전형적으로 도파관 벽에 대하여 비교적 얕은 각일 것이며, 따라서 도파관 내 반사의 수를 최소화시키고, 따라서 중공 도파관 내 광의 감쇠를 감소시킬 것이다.
예를 들면, 850 nm 광의 간섭성 멀티모드 빔은 0.07 dB/cm 정도의 손실이 있는 반사 코팅을 가진 150 μm 대형 코어 도파관을 통해 전송될 수 있다. 도파관을 빠져나오는 광의 NA는 0.05보다 작은 것으로 결정되었다. 도파관의 손실은 그의 크기에 따라 스케일링될 수 있다. 보다 작은 크기의 도파관은 도파관에서 보다 큰 수의 내부 반사(바운스)로 인하여 보다 높은 손실을 가진다. 따라서, 보다 큰 도파관이 손실을 감소시키기 위하여 사용될 수 있다.
도파관을 통한 광 경로가 실질적으로 직선이 아닌 경우에 도파관 내 상당한 손실이 발생될 수 있다. 도파관에서 굽거나 휘는 일이 발생하면 광은 원치않는 다수의 바운스를 가지게 되고, 상당한 양의 감쇠를 일으킬 수 있다. 광 신호를 상이한 방향으로 라우팅할 수 있도록, 미러, 스플리터 및 렌즈를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 도 1을 참조한다.
상당한 양의 빔 워크-오프(beam walk-off)가 빔 스플리터(108) 내에서 발생될 수 있다는 것을 도 1의 도시에서 알 수 있다. 빔 워크-오프는 (공기 또는 진공의 굴절율을 가진) 중공 도파관과 굴절율 1.5의 빔 스플리터 간의 굴절율 변동으로 인하여 발생하는 현상이다. 빔은 빔 스플리터에 들어감에 따라 굴절된다. 굴절이 발생하는 각은 도파관과 빔 스플리터 간의 굴절율 차이에 의존한다. 빔 워크-오프는 빔이 굴절로 인하여 이동하는 수평 거리(lateral distance)이다. 수평 거리는 전형적으로 광학 장치, 이 경우 빔 스플리터의 두께에 비례한다. 빔 워크-오프의 결과로 중공 금속 도파관 내 모드의 수평 변위가 생기고, 그 결과로 보다 높은 차수 모드의 여기로 인하여 손실이 발생한다. 따라서, 빔 워크-오프를 최소화하는 것이 중요하다.
빔 워크-오프는 비교적 작은 도파관을 사용할 때에 과장되어 나타날 수 있다. 예를 들면, 대략 250 μm(1/4 밀리미터) 두께의 비교적 얇은 빔 스플리터(108)가 50 μm 도파관에 사용될 때에도, 빔 스플리터를 통해 이동하는 전송 빔의 빔 워크-오프는 도파관 두께의 1.5배인 75 μm 정도의 수평 시프트(lateral shift)일 수 있다. 빔 워크-오프의 수평 시프트를 보상하기 위하여, 도파관은 도 1에 도시된 바와 같이, 시프트된 도파관(113)을 형성하기 위하여 수평으로 시프트될 수 있다. 그러나, 빔 워크-오프를 보상하기 위해 각 접합에서 도파관을 수평 시프팅하는 일은 제조를 실질적으로 복잡하게 할 수 있고 비용을 상당히 증가시킬 수 있다.
도 2는 멀티모드 레이저(202)가 멀티모드 간섭성 광빔(206)을 방출하는 시스템을 도시한다. 멀티모드 간섭성 광빔은 증가하는 각에서 다수의 광선을 포함한다. 광선은 대형 코어 중공 도파관(200) 내에서 광선을 실질적으로 평행하게 하도록, 전술한 바와 같이, 시준기(204)를 통해 송신된다. 시준기는 단일 렌즈일 수 있다. 대안적으로, 시준기는 멀티모드 간섭성 빔에서 광선이 실질적으로 평행하도록 구성된 다수의 렌즈로 이루어질 수 있다. 부가적으로, 빔의 직경은 도파관을 언더필(underfill)하도록 시준기에 의해 집광(condense)될 수 있다. 환언하면, 시준된 빔은 도파관의 직경, 폭 또는 높이보다 작은 직경을 가질 수 있다. 도파관을 언더필하기 위하여 시준된 빔을 집광하면 중공 대형 코어 도파관의 내부 상의 반사 코팅으로써 외부 모드 또는 광선의 상호작용을 감소시킬 수 있고, 또한 보다 큰 오정렬 허용치를 허용할 수 있다.
대형 코어 중공 도파관(200)을 언더필하기 위하여 간섭성 빔(208)을 시준 및 집광했음에도 불구하고, 빔의 폭 또는 직경은 도파관의 상당 부분을 채울 수 있다. 예를 들면, 시준된 빔은 도파관의 폭의 절반보다 큰 직경을 가질 수 있다. 단일 모드 빔과 관련하여 멀티모드 시준 빔의 폭은 도파관 내 멀티모드 빔의 오정렬 허용치를 감소시킬 수 있다.
실질적으로 시준된 멀티모드 간섭성 광빔은 제1 도파관 및 제2 도파관에 광학적으로 연결된 결합 장치(210)를 사용하여 제1 대형 코어 중공 도파관(205)으로부터 제2 대형 코어 중공 도파관(209)으로 방향이 바뀔 수 있다. 결합 장치는 제1 도파관으로부터 제2 도파관으로 광빔의 적어도 일부분의 방향을 바꾸도록 구성될 수 있는 반면에, 나머지 에너지가 제1 도파관에 남아있도록 할 수 있다. 본 발명의 일 양상에 따라서, 결합 장치(210)는 제1 도파관(205)으로부터 제2 도파관(209)으로 멀티모드 시준된 광빔(208)을 결합하기 위해 사용되는 광 경로를 제공하는 결합 장치(210)를 형성할 수 있다는 것을 알 수 있었는데, 광 경로는 결합 장치를 통한 멀티모드 간섭성 광의 빔 워크-오프가 제1 대형 코어 중공 도파관(205)의 폭의 절반보다 작도록 충분히 짧다.
전술한 바와 같이, 빔 워크-오프는 결합 장치 내 광의 굴절에 의해 발생되는 도파관 내 빔의 수평 이동이다. 도파관의 상당 부분을 채우는 시준된 멀티모드 간섭성 광으로 워크-오프를 최소화하게 되면 원래(original) 멀티모드 빔(208) 및 전송된 멀티모드 빔(212)을 위해 단일 도파관을 사용할 수 있게 되는 반면에, 원래 빔의 일부를 제2 대형 코어 중공 도파관(209)으로 향하는 반사된 멀티모드 빔(214)이 되게 한다.
빔이 결합 장치를 통과함에 따라 발생하는 빔 워크-오프의 양은 결합 장치를 통해 유도되는 선택된 빔 기하학을 기반으로, 그리고 공기 또는 진공과 같은 제1 매체로부터, 결합 장치에 사용할 물질인 제2 매체로 지나갈 때에 빔의 각을 얼마나 변경할 것인지를 결정하기 위하여 스넬의 법칙(Snell's law)을 사용하여 계산될 수 있다. 스넬의 법칙은 다음을 명시한다:
Figure 112010012902841-pct00003
여기서 n1은 제1 매체의 굴절율이고, n2는 제2 매체의 굴절율이고, 그리고 θ1 및 θ2는 법선에 대한 제1 및 제2 매체 각각에서의 빔의 각이다. 빔 워크-오프 h는 다음 표현에 의해 주어진다:
Figure 112010012902841-pct00004
여기서 t는 빔 스플리터의 두께이다.
예시적인 결합 장치(300)가 도 3a에 도시된다. 결합 장치는 빔 워크-오프를 도파관 폭의 절반보다 작도록 제한하기 위하여 충분히 얇도록 형성될 수 있다. 결합 장치는 기판(302)을 포함할 수 있다. 기판은 빔 윈도우 영역(304)을 형성하도록 구성될 수 있다. 빔 윈도우 영역은 중공 금속 도파관의 단면의 최대 치수보다 클 수 있다. 간섭성 광의 일부를 전송하고 빔의 일부를 반사할 수 있도록 빔 윈도우 영역 내에 다양하고 상이한 수단을 사용할 수 있다. 예를 들면, 유전체 필름 또는 스택과 같은 반투명 필름(306) 또는 필름들이 기판에 의해 운송될 수 있고, 빔 윈도우 영역(304) 위에 위치할 수 있다. 필름은 간섭성 광의 원하는 부분을 전송 및 반사하도록 구성될 수 있다. 필름은 윈도우 영역 위에 기판으로 접착결합될 수 있다. 대안적으로, 필름은 기판의 보다 큰 부분에 결합 또는 그 내에 내장될 수 있고, 그 후 필름을 남기기 위해 기판을 에칭하고 빔이 통과할 수 있는 윈도우 영역을 형성할 수 있다.
도 3g에 도시된 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 결합 장치(300)는 사전결정된 각에서 도파관으로 잘려 들어간 슬롯(352)을 통해 대형 코어 중공 도파관(200)(도 2)으로 삽입될 수 있다. 예를 들면, 결합 장치는 45도 각으로 삽입될 수 있고 접착제에 의해 도파관 및/또는 기판에 고정될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 다른 유형의 결합을 또한 사용할 수 있다.
도 3a를 다시 참조하면, 필름을 통한 빔의 임의 수평 시프트가 도파관의 폭의 절반보다 작도록 빔이 통과할 필름(306) 또는 필름 일부를 충분히 얇게 형성할 수 있다. 그러나, 필름 또는 다른 방향전환 수단은 전형적으로, 심지어 더 작은 수평 시프트를 제공하도록 구성될 것이다. 예를 들면, 기판(302) 상에 유전체 스택을 포함한 필름을 형성할 수 있다. 그 후, 빔을 통과시켜 전송할 수 있는 필름을 포함한 윈도우 영역(304)을 형성하기 위하여 기판을 에칭할 수 있다. 유전체 필름은 사전결정된 두께를 가질 수 있다. 5 μm 이상의 두께를 가진 필름을 사용할 수 있지만, 예시적인 일 실시예에서, 필름 두께는 0.5 μm 보다 작을 수 있다. 5 μm 길이의 광 경로를 가진 필름의 경우, 빔 워크-오프는 1.5 μm 정도이다. 50 μm의 직경 또는 폭을 가진 도파관에서, 결합 장치를 통과할 시에 멀티모드 간섭성 광의 1.5 μm의 수평 이동은, 모드 손실 또는 도파관 내 반사 수의 증가로 인하여 간섭성 광빔의 전체 전력을 조금 감소시키거나 또는 감소시키지 않는다.
필름(306)은 고 및 저 굴절율 물질의 다중 코팅을 포함한 유전체 스택일 수 있다. 예를 들면, 고 및 저 굴절율 물질의 3 내지 7 교번층들을 사용하여 스택을 형성할 수 있다. 멀티층 코팅은 설계 파라미터에 따라 0.4 내지 1.5 μm 정도의 두께를 가질 수 있다. 전형적인 고 굴절율 물질은 약 2.2의 굴절율을 가진 아연 셀레니드(zinc selenide) 또는 이산화티타늄(titanium dioxide)으로 구성된다. 전형적인 저 굴절율 물질은 약 1.38의 굴절율을 가진 불화마그네슘(magnesium fluoride)이다.
또한, 추가적인 유형의 결합 장치를 사용할 수 있다. 예를 들면, 도 3b는 기판(302), 투명 필름(308), 그리고 투명 필름을 덮고 있는 다수의 서브-파장 직경 도트를 구비한 금속화 필름(metalized film)을 포함하는 결합 장치(300)를 도시한다. 도트는 원형, 사각형, 직사각형, 타원형일 수 있거나, 또는 각 도트의 주(major) 치수가 광 파장보다 작은 길이를 가지는 한 불규칙한 형태를 가질 수 있다. 도트의 필 팩터(fill factor), 즉 얼마나 많은 필름 영역이 도트에 의해 덮이는가 하는 것은, 얼마나 많은 광을 반사 및 전송하는지를 부분적으로 결정할 수 있다. 또한, 반사광의 양은 도트의 반사율에 의존한다. 예를 들면, 도트는 알루미늄, 은, 금 등과 같은 고 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
일 실시예에서, 대략 800 nm의 파장을 가진 간섭성 광빔은 금속화 필름(308)을 통해 유도될 수 있다. 필름은 이 필름을 지지하는데 사용되는 기판(302)에 연결될 수 있다. 도파관을 통해 이동하는 시준된 간섭성 멀티모드 빔의 일부를 반사하기 위하여 기판과 필름을 원하는 각으로 대형 코어 중공 도파관 내에 배치할 수 있다. 필름은 500 nm보다 작은 직경을 가진 금속 도트를 포함할 수 있다. 투명 필름 상의 도트의 필 팩터는 도트의 반사율, 그리고 전송 및 반사될 빔의 양을 기반으로 구성될 수 있다. 투명 필름은 선택 파장에서 그의 투명성을 기반으로, 그리고 또한 그의 굴절율을 기반으로 선택될 수 있다. 비교적 낮은 굴절율을 가진 필름은 각의 변동을 감소시키는데 사용될 수 있고, 이로써 발생하는 빔 워크-오프의 양을 감소시킨다. 필름은 도파관의 폭의 절반보다 작은 빔 워크-오프로 인하여 수평 시프트를 허용하는 두께를 가지도록 구성될 수 있다. 보다 정확히 말하면, 필름은 전형적으로 도파관의 폭의 1/10보다 작은 빔 워크-오프를 허용하는 두께를 가지도록 구성된다.
또한, 금속화 필름(313)은 도 3c에 도시된 바와 같이 개구부(aperture)를 가진 결합 장치(300)를 형성하기 위하여 필름의 중심에 개구부(311)를 형성하는데 사용될 수 있다. 금속화 필름 영역이 부분적으로 또는 실질적으로 불투명할 수 있는 반면에, 개구부는 실질적으로 투명할 수 있다. 금속화 필름에서의 개구부는 금속화 필름으로부터 보다 높은 차수의 모드를 완전히 또는 부분적으로 반사시키는 반면, 개구부를 통해 보다 낮은 모드를 통과시키는데 사용될 수 있다. 개구부의 크기 및 형태는 얼마나 많은 광을 결합하고 전송하는지를 결정한다.
또 다른 실시예에서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 기판(302)의 윈도우 영역(304) 내에 그루브(grooves)를 구성할 수 있어 그레이팅(grating)을 가진 결합 장치(300)를 형성한다. 도 3a 내지 도 3c의 예에 도시된 바와 같은 전술한 결합 장치와 달리, 그레이팅 결합 장치는 간섭성 광빔의 반사를 위해 일정한 필름에 의존하지 않는다. 대신에, 그레이팅 결합 장치는 도파관 경로 내에 배치될 수 있고, 그레이팅 표면의 법선으로부터 90도에서 광을 반사하도록 구성된다. 그레이팅은 윈도우 영역 내에서 구성될 수 있는 다수의 반사 부속물(reflective appendages)(322)로 구성될 수 있다. 반사 부속물은 기계적 강도를 제공하기 위하여 기판(302)에 연결될 수 있다. 반사 부속물은 부속물들 사이의 영역을 에칭함으로써 기판으로 형성될 수 있다. 그 후, 나머지 기판 부속물은 금속, 유전체 또는 유전체 스택과 같은 고 반사성 물질로써 코팅될 수 있다. 대안적으로, 부속물은 반사성 금속 또는 필름과 같은 기판과 상이한 물질로 완전히 구성될 수 있다.
개구부를 통과하는 시준된 간섭성 멀티모드 빔의 일부가 부속물들 간의 자유 공간을 이동하므로, 개구부를 사용시에 빔 워크-오프가 발생되지 않는다. 따라서, 전송된 빔이 다른 물질을 통과할 때에 발생하는 빔 워크-오프로 인하여 개구부의 두께를 제한하지 않는다. 부속물은 원하는 양의 광을 반사하고 선호된 기계적 강도 레벨을 제공하기에 충분한 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 부속물은 20 μm 두께일 수 있다. 부속물의 수 및 폭은 빔 크기 및 요망되는 빔의 반사량을 기반으로 선택될 수 있다.
도 3a 내지 도 3f에 도시된 결합 장치는 본 발명의 예시적인 실시예를 나타낸다. 전술한 실시예의 조합을 나타내는 추가적인 결합 장치뿐만 아니라, 간섭성 빔의 일부를 개별 방향으로 반사될 수 있게 하고 빔의 일부를 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작은 양의 빔 워크-오프로써 전송될 수 있도록 하는 추가 실시예를 본 발명의 범주 내에서 고려한다.
도 3a 내지 도 3f에 도시된 예시적인 결합 장치들 각각은 원하는 양의 빔을 제2 도파관에 결합시키기 위하여 도파관을 통과하는 간섭성 광빔에 관하여 원하는 각에서 대형 코어 중공 도파관 내에 위치될 수 있다. 제2 도파관은 반사 빔을 도파관 벽과 실질적으로 평행한 방향으로 제2 도파관을 통해 유도할 수 있도록 해주는 각에서 제1 도파관에 광학적으로 연결될 수 있다. 반사빔을 도파관의 중심으로 실질적으로 향하게 하면 멀티모드 광에서 시준된 광선으로부터의 다수의 반사를 최소화함으로써 최적의 전력을 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 결합 장치 어레이를 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 3e는 결합 바(coupling bar)(350)를 형성하기 위해 단일 기판(302)에 형성된 다수의 빔 윈도우 영역(304)을 도시한다. 빔 윈도우 영역은 도 3a에 도시된 바와 같이 부분적인 반사 필름, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같은 부분적인 금속화 필름, 도 3d에 도시된 바와 같은 그레이팅, 또는 도파관의 폭의 절반보다 작도록 빔 워크-오프를 제한하는 동안에 대형 코어 중공 도파관을 통해 이동하는 간섭성 빔의 일부를 부분 반사 및 부분 전송할 수 있도록 허용하는 소정 다른 구조를 가질 수 있다. 대안적으로, 도 3f에 도시된 바와 같이, 단일 대형 빔 윈도우 영역(352)을 포함한 바(bar) 빔 윈도우 영역을 기판(302) 상에 형성할 수 있다. 단일 대형 윈도우를 사용하면 결합 바를 결합 장치 어레이로 삽입할 때에 허용치를 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 바 빔 윈도우 영역 또는 결합 장치 어레이를 포함한 결합 바(350)는 실질적인 공선상 대형 코어 중공 도파관(430)의 어레이(410)로 삽입될 수 있다. 공선상 도파관 어레이는 회로 보드와 같은 기판(425) 상에 형성될 수 있다. 수용 영역은 결합 바의 삽입을 허용하도록 각 도파관에서 만들어질 수 있다. 예를 들면, 각 도파관에서의 45도 각의 슬롯 컷은 어레이에서 대형 코어 중공 도파관으로 결합 바를 삽입할 수 있게 해줄 수 있다. 결합 바에서 윈도우 영역(304)(또는 도 3f의 바 빔 윈도우 영역(352))은 도파관 어레이와 정렬될 수 있어, 각 도파관을 통과하는 간섭성 광이 각 결합 장치에서 윈도우 영역으로부터 부분적으로 반사될 수 있게 하여, 기판(425) 상의 도파관에 관하여 대략 90도 각을 이루는 제2 도파관(440)을 통해 유도되는 반사된 간섭성 빔을 제공한다. 이것은 제1 중공 도파관 어레이(410)에 직교하여 위치할 수 있는 제2 대형 코어 중공 도파관 어레이(435)를 형성할 수 있게 한다. 제2 어레이는 광빔에 대하여 결합 바의 각의 대략 2배로 제1 어레이에 대하여 각을 이룰 수 있다.
제1 도파관(430)에 광학적으로 결합된 제2 도파관(440)은 기판(425) 상에 위치한 어레이(410)에서 다수의 도파관을 각 제1 도파관으로 연결할 수 있도록 기 판(425)의 평면의 외부에 위치할 수 있다. 이로 인해 단일 광 신호를 다수 회 방향전환시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 도파관(430)에 들어가는 광 신호의 10%와 같은 작은 부분을 각 접합(422)에서 방향전환시킬 수 있다. 일 실시예에서, 도파관으로 입력되는 원래 에너지 입력의 대략 10%를 각 위치에서 방향전환시키거나 또는 태핑시키기 위하여 각 접합에서 결합을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 광학 후면판(445)이 도 4b에 도시된 바와 같이 다수의 도오터(daughter) 보드(420)에 광학적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 광학 후면판 상에 위치한 제1 도파관 어레이(410)는 각 도오터 보드 상에 위치한 제2 도파관 어레이(435)로 결합될 수 있다.
도 5의 흐름도에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예는 광 신호를 라우팅하기 위한 방법(500)을 제공한다. 이 방법은 중공 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가진 제1 대형 코어 중공 도파관으로 실질적으로 시준된 멀티모드 간섭성 광빔을 향하게 하는 동작(510)을 포함한다. 대형 코어 도파관은 광 파장의 대략 50 배 이상인 직경(또는 폭 및/또는 높이)를 가질 수 있다. 예를 들면, 간섭성 광은 850 nm의 파장을 가질 수 있다. 도파관은 대략 50 μm의 폭을 가질 수 있다. 도파관은 광 파장의 50 배로 제한되지 않는다. 도파관은 250μm 이상의 직경 또는 폭을 가질 수 있다.
본 방법(500)은 결합 장치를 포함한 중공 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가진 제2 대형 코어 중공 도파관으로 광빔을 결합하는 동작(520)을 더 포함한다. 결합 장치는 멀티모드 간섭성 광의 적어도 일부를 제1 도파관으로부터 제2 도파관으로 향하게 하기에 충분한 각에서 제1 및 제2 도파관에 광학적으로 결합된다. 블록(530)에 도시된 바와 같이, 결합 장치를 통한 멀티모드 간섭성 광의 빔 워크-오프가 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작도록 결합 장치를 통한 광 경로가 충분히 짧게 결합 장치를 구성할 수 있다.
또한, 광 신호 라우팅 시스템을 만들기 위한 방법을 개시한다. 이 방법은 중공 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가지며 실질적으로 시준된 멀티모드 간섭성 광빔을 유도하도록 구성된 제1 대형 코어 중공 도파관을 형성하는 동작을 포함한다. 추가 동작은 중공 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가진 제2 대형 코어 중공 도파관을 형성하는 것을 포함한다.
결합 장치는 제1 및 제2 대형 코어 중공 도파관의 원하는 접합에 삽입될 수 있다. 광빔의 적어도 일부분을 제2 도파관으로 방향전환시키기 위하여 멀티모드 간섭성 광빔의 경로에 관하여 선택된 각에서 결합 장치를 삽입할 수 있다. 제1 및 제2 도파관은 시준된 멀티모드 간섭성 광빔의 적어도 일부분을 제1 대형 코어 중공 도파관으로부터 제2 대형 코어 중공 도파관으로 결합시킬 수 있도록 결합 장치와 광학적으로 결합될 수 있다. 제1 및 제2 도파관은 제2 도파관에서 간섭성 광빔의 반사를 최소화하기 위하여 선택된 유도 각으로써 서로에 대해 유도 각에 위치될 수 있다(즉 보다 높은 모드의 여기). 빔이 완전히 평행하게 되므로, 이 각은 결합 장치로부터 제2 도파관으로 정반사된 빔에 대응한다.
대형 코어 중공 도파관은 하나 이상의 회로 보드 상에 위치한 전자 장치들을 상호연결하는데 사용될 수 있다. 전자 장치는 광 도파관을 통한 전송을 위해 광학 출력으로 변환되는 전기 입력 및 출력을 가질 수 있다. 대안적으로, 전자 장치는 변환에 대한 필요없이 광 신호를 송신 및 수신하는 광학 장치일 수 있다. 도파관의 내부 상에 반사 코팅을 가진 대형 코어 중공 도파관은 고체 도파관에 비하여 도파관을 통해 유도되는 광 신호의 손실을 상당히 감소시킬 수 있다. 중공 도파관의 내부 상의 반사 코팅은 도파관 내의 광 신호의 반사에 의해 발생되는 손실을 최소화할 수 있다.
단일 모드 레이저는 전형적으로 반사를 최소화하기 위하여 중공 도파관과 함께 사용된다. 그러나, 멀티모드 레이저는 시준된 광선을 가진 멀티모드 간섭성 광원을 제공하기 위하여 시준기와 결합될 수 있다. 멀티모드 레이저를 사용하면 제작 비용을 상당히 감소시킬 수 있다.
시준된 멀티모드 간섭성 광빔은 대형 코어 중공 도파관의 상당 부분을 채울 수 있다. 빔은 도파관과 멀티모드 레이저 빔 사이의 접촉을 최소화시키고 다수의 반사를 감소시키기 위하여 도파관의 중심으로 향할 수 있다. 빔의 일부는 결합 장치를 사용하여 인접한 도파관으로 방향전환될 수 있다. 빔 워크-오프를 최소화하기 위하여 결합 장치를 사용할 수 있고, 여기서 결합 장치를 통한 광 경로는 이 결합 장치를 통한 멀티모드 간섭성 광의 빔 워크-오프가 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작도록 충분히 짧다.
이러한 결합 장치는 빔이 결합 장치를 통해 이동함에 따라 빔 워크-오프를 보상하기 위하여 도파관 시프트 필요없이 멀티모드 신호를 인접한 도파관으로 방향전환시킬 수 있다. 도파관 시프트 필요없이 멀티모드 빔의 적어도 일부를 방향전환시키는 능력은 광학적 상호연결을 상당히 감소된 비용으로 제작 및 생산할 수 있게 해준다.
전술한 예들은 하나 이상의 특정 애플리케이션에서 본 발명의 원리를 기술하지만, 당업자는 본 발명의 기능을 실행하지 않고 본 발명의 사상 및 개념을 벗어나지 않고서도 구현의 형태, 사용 및 상세사항에서 다수의 변형을 행할 수 있다는 것을 명백히 알 것이다. 따라서, 이것은 후술되는 청구범위에 의한 것을 제외하고는 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

Claims (12)

  1. 광 신호를 라우팅(routing)하기 위한 시스템으로서,
    제1 대형 코어 중공 도파관(large core hollow waveguide)의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가지며 시준된(collimated) 멀티모드 간섭성 광빔을 유도하도록 구성된 상기 제1 대형 코어 중공 도파관,
    제2 대형 코어 중공 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가진 상기 제2 대형 코어 중공 도파관,
    상기 제1 및 제2 대형 코어 중공 도파관에 광학적으로 결합되며, 상기 멀티모드 간섭성 광빔의 적어도 일부를 상기 제1 대형 코어 중공 도파관으로부터 상기 제2 대형 코어 중공 도파관으로 방향전환시키도록 구성된 결합 장치(coupling device)로서, 상기 결합 장치를 통한 광 경로는 상기 결합 장치를 통한 상기 멀티모드 간섭성 광의 빔 워크-오프(beam walk-off)가 상기 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작도록 짧고, 빔 윈도우 영역을 가진 기판을 포함하는 결합 장치, 및
    상기 빔 윈도우 영역을 덮도록 구성되고, 광을 반사하도록 구성되며 광을 전송하도록 구성된 개방 영역에 의해 각각 분리되는 다수의 반사 부속물(reflective appendages)을 포함하는 그레이팅(grating) 결합 장치
    를 포함하는 광 신호 라우팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합 장치를 통한 상기 광 경로는, 상기 결합 장치를 통한 상기 멀티모드 간섭성 광의 상기 빔 워크-오프가 상기 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 1/10보다 작도록 짧은 광 신호 라우팅 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔 윈도우 영역을 덮고 있는 반투명 필름을 더 포함하고,
    상기 반투명 필름은 상기 반투명 필름을 통과하는 상기 멀티모드 간섭성 광의 상기 빔 워크-오프가 상기 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작도록 짧은 상기 반투명 필름을 통한 광 경로를 제공하는 두께를 가지는 광 신호 라우팅 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 빔 윈도우 영역을 덮도록 구성된 금속화 필름(metalized film)을 더 포함하고,
    상기 금속화 필름은 상기 간섭성 광빔에 투명한 필름을 포함하고, 상기 투명한 필름의 일부를 덮고 있는 다수의 금속 도트(dots)를 더 포함하고, 상기 도트는 상기 간섭성 광빔의 파장보다 작은 주(major) 치수를 가지고, 상기 투명한 필름은 상기 투명한 필름을 통과하는 상기 멀티모드 간섭성 광의 빔 워크-오프가 상기 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작도록 짧은 상기 투명한 필름을 통한 광 경로를 제공하는 두께를 가지는 광 신호 라우팅 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    개구부(aperture) 영역을 통해 상기 간섭성 광의 적어도 일부를 전송하고 상기 개구부 영역 외부에서 상기 간섭성 광을 반사하도록 구성된 상기 금속화 필름 내의 투명한 개구부를 더 포함하는 광 신호 라우팅 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결합 장치는 바(bar) 빔 윈도우 영역을 가진 결합 바(coupling bar)를 더 포함하는 광 신호 라우팅 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결합 바는 평면에 위치한 공선상 대형 코어 중공 도파관의 제1 어레이에 광학적으로 결합되도록 구성되는 광 신호 라우팅 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 어레이의 평면 외부에 위치하며 상기 결합 바에 광학적으로 결합된 공선상 대형 코어 중공 도파관의 제2 어레이를 더 포함하고,
    상기 제1 어레이의 각각의 도파관은 상기 결합 바에서 상기 바 빔 윈도우를 통해 상기 제2 어레이의 도파관에 광학적으로 결합되는 광 신호 라우팅 시스템.
  11. 광 신호를 라우팅하기 위한 방법으로서,
    시준된 멀티모드 간섭성 광빔을, 제1 대형 코어 중공 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가진 상기 제1 대형 코어 중공 도파관으로 향하게 하는 단계와,
    결합 장치로써 제2 대형 코어 중공 도파관의 내부를 덮고 있는 반사 코팅을 가진 상기 제2 대형 코어 중공 도파관으로 상기 광빔을 결합시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 결합 장치는 상기 제1 및 제2 대형 코어 중공 도파관에 광학적으로 결합되며, 상기 멀티모드 간섭성 광빔의 적어도 일부를 상기 제1 대형 코어 중공 도파관으로부터 상기 제2 대형 코어 중공 도파관으로 방향전환하도록 구성되고,
    상기 결합 장치를 통한 광 경로는 상기 결합 장치를 통한 상기 멀티모드 간섭성 광의 빔 워크-오프가 상기 제1 대형 코어 중공 도파관의 폭의 절반보다 작도록 짧고,
    상기 결합 장치는 그레이팅(grating) 결합 장치에 의해 덮히는 빔 윈도우 영역을 가진 기판을 포함하고,
    상기 그레이팅 결합 장치는 광을 반사하도록 구성되며 광을 전송하도록 구성된 개방 영역에 의해 각각 분리되는 다수의 반사 부속물(reflective appendages)을 포함하는 광 신호 라우팅 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 결합 장치로써 상기 간섭성 광빔을 상기 제2 대형 코어 중공 도파관에 결합하는 단계를 더 포함하고,
    상기 결합 장치는 빔 윈도우 영역을 가진 기판을 포함하고,
    상기 빔 윈도우 영역은 반투명 필름, 유전체 필름, 유전체 스택, 상기 간섭성 광의 파장보다 작은 주 치수를 가진 금속 도트들을 구비한 금속 커버링을 가진 금속화 필름, 금속화 필름 개구부 및 그레이팅 결합 장치로 구성된 그룹으로부터 선택되는 빔 방향전환 장치를 포함하는 광 신호 라우팅 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7925168B2 (en) 2007-10-16 2011-04-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical interconnect system providing communication between computer system components
US8693814B2 (en) * 2008-03-28 2014-04-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Flexible optical interconnect
US8805134B1 (en) * 2012-02-17 2014-08-12 Soraa Laser Diode, Inc. Methods and apparatus for photonic integration in non-polar and semi-polar oriented wave-guided optical devices
KR101485218B1 (ko) * 2008-10-31 2015-01-22 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 광학 브로드캐스트 버스, 광학 신호 송신기 및 광학 신호 수신기
KR20150104210A (ko) * 2009-01-07 2015-09-14 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 광학 모듈 및 컴퓨팅 시스템
US8472761B2 (en) * 2009-11-30 2013-06-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Waveguide systems and methods
US9354412B2 (en) 2010-05-19 2016-05-31 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Optical interconnect fabrics and optical switches
WO2011162745A1 (en) * 2010-06-22 2011-12-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Coupling of a laser source to an optical data distributing device
CN107543609B (zh) 2010-07-01 2020-11-10 新港公司 光多路分用系统
US8437592B2 (en) 2010-10-19 2013-05-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical channel tap assembly
KR101051373B1 (ko) * 2010-11-22 2011-07-22 주식회사 엘엠에스 터치 센싱 장치
US20130058611A1 (en) * 2011-09-01 2013-03-07 Feng Shi Photonic crystal optical waveguide solar spectrum splitter
KR101134574B1 (ko) * 2011-09-30 2012-04-19 정문식 인공 태양광 광조사 장치
EP3279736A1 (en) * 2016-08-01 2018-02-07 ASML Netherlands B.V. Device and method for processing a radiation beam with coherence
US11624931B2 (en) * 2018-12-03 2023-04-11 Lawrence Livermore National Security, Llc Monolithic transmitting spectral beam combiner
EP3926233A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-22 VitreaLab GmbH Optical device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09319069A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Nikon Corp ペリクル光学素子
JPH1172607A (ja) * 1997-07-08 1999-03-16 Nec Corp 高光透過開口アレイ
JPH11258434A (ja) * 1998-03-12 1999-09-24 Oki Electric Ind Co Ltd 導波形光素子
US20070081255A1 (en) 2005-05-11 2007-04-12 The Boeing Company Variable, homogenizing optical splitter apparatus and method

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5279944A (en) * 1975-12-26 1977-07-05 Anritsu Electric Co Ltd Half mirror
JPS61107202A (ja) * 1984-10-30 1986-05-26 Shimadzu Corp 半透鏡
US4688893A (en) * 1985-03-18 1987-08-25 Laakmann Electro-Optics, Inc. Hollow waveguide having plural layer dielectric
US4688892A (en) * 1985-03-18 1987-08-25 Laakmann Electro-Optics, Inc. Hollow waveguides having disparate dielectric overcoatings
JPS63192010A (ja) * 1987-02-04 1988-08-09 Washino Kikai Kk レ−ザ光分割装置
JPH01173702U (ko) * 1988-05-27 1989-12-11
CA1318162C (en) * 1988-09-23 1993-05-25 David Andrew Barclay Miller Arrangement for imaging multiple arrays of light beams
GB9027659D0 (en) * 1990-12-20 1991-02-13 Secr Defence Optical device
GB9027658D0 (en) * 1990-12-20 1991-02-13 Secr Defence Intensity dividing device
CN1025930C (zh) * 1992-07-18 1994-09-14 浙江大学 电场分布自动电光检测装置
US5562838A (en) * 1993-03-29 1996-10-08 Martin Marietta Corporation Optical light pipe and microwave waveguide interconnects in multichip modules formed using adaptive lithography
US5450240A (en) * 1993-07-22 1995-09-12 Elsag International N.V. Device and method for light beam splitting for dual sensor flame detector
US5815627A (en) * 1994-01-13 1998-09-29 Rutgers, The State University Of New Jersey Co-axial hollow core waveguide
US5917596A (en) * 1996-01-26 1999-06-29 The Secretary Of State For Defence In Her Brittanic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Radiation field analyzer using interference patterns
DE59712346D1 (de) * 1996-09-19 2005-07-21 Infineon Technologies Ag Optischer Wellenleiter und Verfahren zu seiner Herstellung
JP3570882B2 (ja) 1997-03-13 2004-09-29 日本電信電話株式会社 光素子実装基板、該実装基板を用いた光モジュール、およびそれらの製造方法
US6785447B2 (en) * 1998-10-09 2004-08-31 Fujitsu Limited Single and multilayer waveguides and fabrication process
JP2000347589A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Fujitsu Ltd プロジェクタ用照明装置
JP2002005810A (ja) * 2000-06-16 2002-01-09 Canon Inc プローブ及びその製造方法、表面観察装置、露光装置、情報処理装置
US20020172459A1 (en) * 2001-03-16 2002-11-21 Bailey Timothy J. Method and apparatus for coupling light into an optical waveguide
US6839478B2 (en) * 2001-05-01 2005-01-04 Terraop Ltd. Optical switching system based on hollow waveguides
JP2003202262A (ja) * 2002-01-07 2003-07-18 Sun Tec Kk 光モニタ
GB0201969D0 (en) * 2002-01-29 2002-03-13 Qinetiq Ltd Integrated optics devices
US20030205065A1 (en) * 2002-05-06 2003-11-06 Yuji Matsuura Method for making hollow glass optical waveguide
US7006735B2 (en) * 2002-06-04 2006-02-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Loss-less etendue-preserving light guides
US6882764B1 (en) * 2002-11-20 2005-04-19 Finisar Corporation Polarization independent packaging for polarization sensitive optical waveguide amplifier
GB0306638D0 (en) * 2003-03-22 2003-04-30 Qinetiq Ltd Optical routing device
GB0317630D0 (en) * 2003-07-28 2003-08-27 Qinetiq Ltd Optical transmitter and receiver apparatus
US7257142B2 (en) * 2004-03-29 2007-08-14 Intel Corporation Semi-integrated designs for external cavity tunable lasers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09319069A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Nikon Corp ペリクル光学素子
JPH1172607A (ja) * 1997-07-08 1999-03-16 Nec Corp 高光透過開口アレイ
JPH11258434A (ja) * 1998-03-12 1999-09-24 Oki Electric Ind Co Ltd 導波形光素子
US20070081255A1 (en) 2005-05-11 2007-04-12 The Boeing Company Variable, homogenizing optical splitter apparatus and method

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